Titelaufnahme

Titel
Quecksilber-Toxikokinetik in der humanen Term Plazenta – die Rolle der Aminosäuretransporter ASCT1 und ASCT2
Weitere Titel
Mercury toxicokinetics in the human term placenta – the role of amino acid transporters ASCT1 and ASCT2
VerfasserBleichert, Sonja
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Quecksilber / Toxikokinetik / Plazenta / Aminosäuretransporter / ASCT1 / ASCT2 / SLC1A4 / SLC1A5 / Knockdown / Western Blot / BeWo Zellkultur
Schlagwörter (EN)mercury / toxicokinetics / placenta / amino acid transporters / ASCT1 / ASCT2 / SLC1A4 / SLC1A5 / knockdown / western blot / BeWo cell culture
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Menschen sind drei verschiedenen Arten von Quecksilber ausgesetzt. Methylquecksilber reichert sich entlang der aquatischen Lebensmittelkette an, Quecksilberdampf entstammt vor allem Amalgamfüllungen und Ethylquecksilber ist in medizinischen Präparaten als Konservierungsstoff enthalten.

Der Körper nimmt vor allem Methylquecksilber zu 95% über den Magen-Darm-Trakt auf. Leber und Nieren wandeln Methylquecksilber zu anorganischem Quecksilber um, welches dann gespeichert wird. Auch die Plazenta, welche relevant für den Transport von Nährstoffen zum Fötus ist, verhindert die Übertragung von Methylquecksilber nicht. Ganz im Gegenteil, der Transfer geschieht mühelos über die Plaezentamembranen, sobald Methylquecksilber an die Aminosäure Cystein gebunden ist.

Aminosäuretransporter ASCT1 und ASCT2 sind in beinahe jedem Gewebe des menschlichen Körpers vorhanden, einschließlich der Plazenta. Sie sind maßgeblich für deren Funktion, da sie unter anderem die Aminosäure Cystein transportieren, wodurch ihre Relevanz als Transporter für gebundenes Methylquecksilber zum Fötus plausibel ist.

Das Ziel dieser Arbeit ist, die Bedeutung der Transporter in der Aufnahme von Quecksilber der Trophoblasten zu prüfen. Dies wurde anhand einer BeWo Zellkultur erforscht. Diese Zellen zeigen morphologische sowie biochemische Eigenschaften von Trophoblasten und werden daher häufig als Modellsystem für die Differenzierung der Trophoblasten, den Metabolismus der Plazenta und den plazentalen Transport von Nährstoffen und hinweg verwendet.

Um die funktionale Relevanz von ASCT1 und ASCT2 hinsichtlich der Quecksilber-Toxikokinetik zu prüfen, wurden die kodierenden Gene mittels siRNA-Knockdown (KD) herab reguliert. Die Zellen wurden anschließend mit Methylquecksilber begiftet und die Knockdowneffizienz wurde mittels Western Blot (WB) nachgewiesen. Die Ansammlung von zellulärem Quecksilber wurde nach einem Säureaufschluss mittels CV-AFS detektiert.

Die Aussage der Ergebnisse ist, dass der Knockdown von ASCT1 keinen maßgeblichen Effekt auf die Senkung des Quecksilbertransports in die Zelle hat. Der Knockdown von ASCT2 hingegen zeigt nach statistischer Testung marginale Signifikanz.

Zusammenfassung (Englisch)

Humans are exposed to three different kinds of mercury. Methyl mercury (MeHg) accumulates along aquatic food chains, mercury vapour originates from amalgam fillings and lastly, ethyl mercury is contained in medical preparations as a preservative.

The body absorbs especially MeHg up to 95% via the gastrointestinal tract. Liver and kidney convert it to inorganic mercury, which is then stored. Also the placenta, which is relevant for the supply of nutrients to the foetus, does not prevent its transfer. Quite the contrary, the transfer occurs easily across the placental membranes, when mercury is bound to the amino acid cysteine.

The amino acid transporters ASCT1 and ASCT2 are located in almost every tissue of the human body, including the placenta. Because both transport the amino acid cysteine their relevance in the transport of MeHg to the fetus is plausible.

The objective of this thesis is to prove the relevance of ASCT1 and ASCT2 in uptake of mercury into trophoblasts. This was researched with BeWo cells, which are trophoblast-derived choriocarcinoma cells. They display morphological and biochemical characteristics of trophoblasts and therefore are widely used as a model system to study trophoblast differentiation, placental metabolism and distribution of nutrients and drugs across the placental layers.

To prove the functional relevance of ASCT1 and ASCT2 in mercury toxicokinetics, the encoding genes were silenced via siRNA-mediated knockdown (KD). The cells were then treated with methyl mercury and the KD efficiency was subsequently verified via western blot (WB). After acid digestion, the cellular mercury accumulation was measured via CV-AFS.

The hypothesis was that less mercury is taken up into transfected cells when ASCT1 or ASCT2, or both uptake transporters are silenced. The results show, that the knockdown of ASCT1 did not significantly reduce the amount of methyl mercury transported into the BeWo cells. The knockdown of ASCT2 whatsoever, showed a marginal significance tested statistically.